板栗(Castanea mollissima)是亚洲、欧洲和美洲重要的经济作物,因其美味的口感和丰富的营养特性而备受青睐。但其采后易腐坏的特性给商业流通带来巨大挑战,这主要归因于病原真菌的侵染。目前化学杀菌剂仍是控制板栗采后病害的主要手段。尽管化学杀菌剂在控制收获后病原体方面效果显著,但过度使用却引发了一系列问题,例如对环境和消费者健康构成威胁,以及病原体产生抗药性。因此,亟需开发更安全环保的采后病害防控方法。
近年来,生物防治剂(BCAs)作为替代方案受到广泛关注,其有望消除化学防治的负面影响。内生菌是指定殖于植物内部组织而不引发宿主显性病害的微生物。目前已有多种内生菌被证实可作为采后病害生防制剂。例如:
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柑橘内生真菌 Metschnikowia citriensis 能显著抑制柑橘褐腐病菌(G. citriaurantii)的孢子萌发和菌丝生长,有效防控柑橘酸腐病; -
野生葡萄叶中的内生真菌 Albifimbria verrucari,其代谢产物能明显抑制灰葡萄孢(B. cinerea)的菌丝生长和分生孢子萌发; -
内生菌 Aureobasidium pullulans S-2 可通过改变微生物群落结构,降低番茄腐烂率、保持果实硬度并减少重量损失。
此外,已证实内生真菌至少使用三种策略来生物防治病原体——产生抗真菌物质、形态变化以及争夺营养和空间。因此,将真菌内生菌用作微生物生物防治剂将提供一种高效且环保的控制收获后病害的方法。
研究背景
作者们前期研究发现采后板栗富含多种真菌,包括病原菌、有益内生菌及中性菌群。然而现有研究多集中于板栗病原菌的分离与防控。已报道的病原菌包括 Neofusicoccum parvum、Cryphonectria parasitica、Gnomoniopsis smithogilvyi、Penicillium expansum 和 P. griseofulvum 等。针对采后板栗内生真菌的研究仍较匮乏。
该研究旨在:
- 分离鉴定采后板栗中的内生拮抗真菌;
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评估其对板栗病原菌 N. parvum 的抑菌活性; - 探究其对采后板栗果实腐烂的生物防治效果。
研究结果
研究从采后板栗果实中分离得到具有拮抗作用的内生真菌,评估了内生拮抗真菌及其组合对引起柑橘果实壳梭孢腐烂病病原真菌小新壳梭孢 Neofusicoccum parvum 的抑制效果。
从 300 颗健康板栗仁中分离出 612 株内生真菌,其中 6 株(NS-3、NS-11、NS-38、NS-43、NS-56 和 NS-58)被证实对 N. parvum 具有拮抗作用,经鉴定分别为:
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鲜红青霉 Penicillium chermesinum(NS-3); -
意大利青霉 Penicillium italicum(NS-11); -
迪凯特青霉 Penicillium decaturense(NS-38); -
草酸青霉 Penicillium oxalicum(NS-43); -
暹罗踝节菌 Talarmyces siamensis(NS-56); -
瓜纳卡斯特青霉 Penicillium guanacastense(NS-58)。
部分混合拮抗内生真菌(如 NS-3-38、NS-11-38、NS-43-56 和 NS-56-58-38)对 N. parvum 的抑菌活性显著高于单一菌株,其中 NS-3-38 组合抑菌活性最强,抑制率高达 86.67%。
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NS-3、NS-38 及其组合的发酵液对 N. parvum 均表现出明显抑菌作用。 -
其中 NS-3-38 的乙酸乙酯相提取物抑菌活性最强,抑制率达 90.19%。 -
NS-3-38 发酵液结合壳聚糖涂膜处理使板栗 N. parvum 发病率从 100% 显著降至 19%,同时显著降低了贮藏期间板栗的果实腐烂率和失重率。
关键结论
从 300 个栗果实中共分离出 6 株对 N. parvum 有拮抗作用的内生真菌。某些混合拮抗内生真菌(如 NS-3-38 菌株 —— 鲜红青霉(P. chermesinum)与迪凯特青霉(P. decaturense)的组合)比单一菌株表现出更强的抗真菌活性。同时,鲜红青霉和迪凯特青霉的粗提物也显示出显著的病原菌抑制效果,其中活性成分主要存在于乙酸乙酯萃取组分中。将这两种菌株的培养滤液提取物与壳聚糖涂膜剂联用,可显著降低板栗贮藏期间的果实腐烂率与失重率。该研究所成功发掘的有益微生物菌株,为开发新型复合生物防治剂奠定了重要基础,用于预防采后板栗的果实腐烂问题。
图1 采后板栗内生真菌人工接种致病性测定。
图2 内生拮抗真菌培养滤液对栗果病情指数的影响

